层叠陶瓷电容器的制作方法

1.本实用新型涉及层叠陶瓷电容器。


背景技术：

2.已知有一种层叠陶瓷电容器，该层叠陶瓷电容器具备将由陶瓷材料构成的多个电介质层与多个内部电极层层叠的层叠体、以及配置在层叠体的端面的外部电极。(例如参照专利文献1和2)。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-140374号公报
6.专利文献2：日本特开2017-204627号公报


技术实现要素：

7.实用新型要解决的课题
8.在这样的层叠陶瓷电容器中，要求进一步的小型化，例如0402尺寸(l＝0.4mm，w＝0.2mm，t＝0.2mm)。但是，小型化至这样的尺寸的层叠陶瓷电容器大多用于高精度的电子电路，细微的电容间隔下要求各种电容值。这样，当细微的电容间隔下仅要求少量的各种电容值的层叠陶瓷电容器时，层叠陶瓷电容器的电容设计变得繁琐。
9.本实用新型的目的在于，提供一种能够简化电容设计的层叠陶瓷电容器。
10.用于解决课题的手段
11.本实用新型的层叠陶瓷电容器具备：层叠体，其是将由陶瓷材料构成的多个电介质层与多个内部电极层层叠的层叠体，具有在层叠方向上相对的两个主面、在与所述层叠方向交叉的宽度方向上相对的两个侧面、以及在与所述层叠方向及所述宽度方向交叉的长度方向上相对的两个端面；以及两个外部电极，其分别配置在所述层叠体的所述两个端面。所述多个内部电极层的张数为5张以上。将所述多个内部电极层中的最靠近所述两个主面的任意一个主面的内部电极层设为主面侧内部电极层，将所述主面侧内部电极层以外的剩余的内部电极层设为内部电极层集合部，将所述主面侧内部电极层与所述内部电极层集合部的间隔设为t1，将所述内部电极层集合部中的内部电极层彼此的间隔设为t2时，t1＞t2。所述层叠体的所述层叠方向的厚度为0.17mm以上且0.19mm以下，所述层叠体和所述外部电极的所述长度方向的长度的总和为0.40mm以上且0.44mm以下。
12.实用新型效果
13.根据本实用新型，能够简化层叠陶瓷电容器的电容设计。
附图说明
14.图1是示出本实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图。
15.图2是图1所示的层叠陶瓷电容器的ii-ii线剖视图(lt剖面)。
16.图3是图1所示的层叠陶瓷电容器的iii-iii线剖视图(wt剖面)。
17.附图标记说明
18.1 层叠陶瓷电容器；
19.10 层叠体；
20.20 电介质层；
21.30 内部电极层；
22.301 主面侧内部电极层；
23.302 内部电极层集合部；
24.31 第一内部电极层；
25.311 第一对置电极部；
26.312 第一引出电极部；
27.32 第二内部电极层；
28.321 第二对置电极部；
29.322 第二引出电极部；
30.40 外部电极；
31.41 第一外部电极；
32.415 第一基底电极层；
33.416 第一镀敷层；
34.42 第二外部电极；
35.425 第二基底电极层；
36.426 第二镀敷层；
37.100 内层部；
38.101 第一外层部；
39.102 第二外层部；
40.l30 电极对置部；
41.lg1 第一端隙部；
42.lg2 第二端隙部；
43.w30 电极对置部；
44.wg1 第一侧隙部；
45.wg2 第二侧隙部；
46.l 长度方向；
47.t 层叠方向；
48.w 宽度方向；
49.ls1 第一端面；
50.ls2 第二端面；
51.ts1 第一主面；
52.ts2 第二主面；
53.ws1 第一侧面；
54.ws2 第二侧面；
55.t1、t2 间隔。
具体实施方式
56.以下，参照附图对本实用新型的实施方式的一例进行说明。需要说明的是，在各图中针对相同或相当的部分标注相同的标记。
57.《层叠陶瓷电容器》
58.图1是示出本实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图，图2是图1所示的层叠陶瓷电容器的ii-ii线剖视图，图3是图1所示的层叠陶瓷电容器的iii-iii线剖视图。图1～图3所示的层叠陶瓷电容器1具备层叠体10和外部电极40。外部电极40包括第一外部电极41和第二外部电极42。
59.在图1～图3中示出xyz正交坐标系。x方向是层叠陶瓷电容器1和层叠体10的长度方向l，y方向是层叠陶瓷电容器1和层叠体10的宽度方向w，z方向是层叠陶瓷电容器1和层叠体10的层叠方向t。由此，图2所示的剖面也被称为lt剖面，图3所示的剖面也被称为wt剖面
60.需要说明的是，长度方向l、宽度方向w及层叠方向t不一定限定于相互正交的关系，也可以为相互交叉的关系。
61.层叠体10为大致长方体形状，具有在层叠方向t上相对的第一主面ts1和第二主面ts2、在宽度方向w上相对的第一侧面ws1和第二侧面ws2、以及在长度方向l上相对的第一端面ls1和第二端面ls2。
62.层叠体10的角部和棱线部优选带圆度。角部是层叠体10的三个面相交的部分，棱线部是层叠体10的两个面相交的部分。
63.如图2和图3所示，层叠体10具有在层叠方向t上层叠的多个电介质层20和多个内部电极层30。另外，层叠体10在层叠方向t上具有内层部100以及配置为夹着内层部100的第一外层部101和第二外层部102。
64.内层部100包括多个电介质层20的一部分和多个内部电极层30。在内层部100中，多个内部电极层30隔着电介质层20对置配置。内层部100是产生静电电容且实质上作为电容器发挥功能的部分。
65.第一外层部101配置在层叠体10的第一主面ts1侧，第二外层部102配置在层叠体10的第二主面ts2侧。更具体而言，第一外层部101配置在多个内部电极层30中的最靠近第一主面ts1的内部电极层30与第一主面ts1之间，第二外层部102配置在多个内部电极层30中的最靠近第二主面ts2的内部电极层30与第二主面ts2之间。第一外层部101和第二外层部102不包括内部电极层30，分别包括多个电介质层20中的内层部100用的一部分以外的部分。第一外层部101和第二外层部102是作为内层部100的保护层发挥功能的部分。
66.作为电介质层20的材料，例如能够使用包含batio3、catio3、srtio3或者cazro3等作为主成分的电介质陶瓷。另外，作为电介质层20的材料，也可以添加mn化合物、fe化合物、cr化合物、co化合物或者ni化合物等作为副成分。
67.电介质层20的厚度没有特别限定，但例如优选为15μm以上且22μm以下。电介质层20的张数没有特别限定，但例如优选为5张以上且100张以下。需要说明的是，该电介质层20的张数是内层部的电介质层的张数与外层部的电介质层的张数的总数。
68.多个内部电极层30包括多个第一内部电极层31和多个第二内部电极层32。多个第一内部电极层31和多个第二内部电极层32在层叠体10的层叠方向t上交替地配置。
69.第一内部电极层31包括对置电极部311和引出电极部312，第二内部电极层32包括对置电极部321和引出电极部322。
70.对置电极部311与对置电极部321在层叠体10的层叠方向t上隔着电介质层20相互对置。对置电极部311和对置电极部321的形状没有特别限定，例如为大致矩形即可。对置电极部311和对置电极部321是产生静电电容且实质上作为电容器发挥功能的部分。
71.引出电极部312从对置电极部311朝向层叠体10的第一端面ls1延伸，在第一端面ls1露出。引出电极部322从对置电极部321朝向层叠体10的第二端面ls2延伸，在第二端面ls2露出。引出电极部312和引出电极部322的形状没有特别限定，例如为大致矩形即可。
72.由此，第一内部电极层31与第一外部电极41连接，在第一内部电极层31与层叠体10的第二端面ls2即第二外部电极42之间存在间隙。另外，第二内部电极层32与第二外部电极42连接，在第二内部电极层32与层叠体10的第一端面ls1即第一外部电极41之间存在间隙。
73.第一内部电极层31和第二内部电极层32包含金属ni作为主成分。另外，第一内部电极层31和第二内部电极层32例如也可以包含从cu、ag、pd或au等金属或者ag-pd合金等的包含至少一种这些金属的合金中选择的至少一种作为主成分或者作为主成分以外的成分。此外，第一内部电极层31和第二内部电极层32也可以包含与电介质层20所包含的陶瓷同一组成系的电介质的粒子作为主成分以外的成分。需要说明的是，在本说明书中，主成分的金属定义为重量％最高的金属成分。
74.第一内部电极层31和第二内部电极层32的厚度没有特别限定，但例如优选为10μm以上且30μm以下。第一内部电极层31和第二内部电极层32的张数没有特别限定，但例如优选为5张以上且100张以下。
75.如图3所示，层叠体10在宽度方向w上具有内部电极层30对置的电极对置部w30、以及配置为夹着电极对置部w30的第一侧隙部wg1和第二侧隙部wg2。第一侧隙部wg1位于电极对置部w30与第一侧面ws1之间，第二侧隙部wg2位于电极对置部w30与第二侧面ws2之间。更具体而言，第一侧隙部wg1位于内部电极层30的第一侧面ws1侧的端部与第一侧面ws1之间，第二侧隙部wg2位于内部电极层30的第二侧面ws2侧的端部与第二侧面ws2之间。第一侧隙部wg1和第二侧隙部wg2不包括内部电极层30，仅包括电介质层20。第一侧隙部wg1和第二侧隙部wg2是作为内部电极层30的保护层发挥功能的部分。需要说明的是，第一侧隙部wg1和第二侧隙部wg2也称为w间隙。
76.如图2所示，层叠体10在长度方向l上具有内部电极层30的第一内部电极层31与第二内部电极层32对置的电极对置部l30、第一端隙部lg1、以及第二端隙部lg2。第一端隙部lg1位于电极对置部l30与第一端面ls1之间，第二端隙部lg2位于电极对置部l30与第二端面ls2之间。更具体而言，第一端隙部lg1位于第二内部电极层32的第一端面ls1侧的端部与第一端面ls1之间，第二端隙部lg2位于第一内部电极层31的第二端面ls2侧的端部与第二端面ls2之间。第一端隙部lg1不包括第二内部电极层32，包括第一内部电极层31和电介质层20，第二端隙部lg2不包括第一内部电极层31，包括第二内部电极层32和电介质层20。第一端隙部lg1是作为向第一端面ls1引出第一内部电极层31的引出电极部发挥功能的部分，
第二端隙部lg2是作为向第二端面ls2引出第二内部电极层32的引出电极部发挥功能的部分。第一端隙部lg1和第二端隙部lg2也称为l间隙。
77.需要说明的是，上述的第一内部电极层31的对置电极部311和第二内部电极层32的对置电极部321位于电极对置部l30。另外，上述的第一内部电极层31的引出电极部312位于第一端隙部lg1，上述的第二内部电极层32的引出电极部322位于第二端隙部lg2。
78.上述的层叠体10的尺寸没有特别限定，但例如优选为，长度方向l的长度为0.34mm以上且0.38mm以下，宽度方向w的宽度为0.14mm以上且0.18mm以下，层叠方向t的厚度为0.17mm以上且0.19mm以下。需要说明的是，后述的包括外部电极40的层叠陶瓷电容器1的长度方向l的长度例如优选为0.40mm以上且0.44mm以下。在该情况下，内部电极层30的宽度方向w的宽度优选为层叠体10的宽度方向尺寸的50％以上且80％以下。
79.需要说明的是，作为电介质层20和内部电极层30的厚度的测定方法，例如举出利用扫描型电子显微镜对通过研磨而露出的层叠体的宽度方向中央附近的lt剖面进行观察的方法。另外，各值可以是长度方向的多个部位的测定值的平均值，也可以是层叠方向的多个部位的测定值的平均值。
80.同样地，作为层叠体10的厚度的测定方法，例如举出利用扫描型电子显微镜对通过研磨而露出的层叠体的宽度方向中央附近的lt剖面或者通过研磨而露出的层叠体的长度方向中央附近的wt剖面进行观察的方法。另外，各值也可以是长度方向或宽度方向的多个部位的测定值的平均值。
81.同样地，作为层叠体10的长度的测定方法，例如举出利用扫描型电子显微镜对通过研磨而露出的层叠体的宽度方向中央附近的lt剖面进行观察的方法。另外，各值也可以是层叠方向的多个部位的测定值的平均值。
82.同样地，作为层叠体10的宽度的测定方法，例如举出利用扫描型电子显微镜对通过研磨而露出的层叠体的长度方向中央附近的wt剖面进行观察的方法。另外，各值也可以是层叠方向的多个部位的测定值的平均值。
83.外部电极40包括第一外部电极41和第二外部电极42。
84.第一外部电极41配置在层叠体10的第一端面ls1，与第一内部电极层31连接。第一外部电极41也可以从第一端面ls1向第一主面ts1的一部分和第二主面ts2的一部分延伸。另外，第一外部电极41也可以从第一端面ls1向第一侧面ws1的一部分和第二侧面ws2的一部分延伸。
85.第二外部电极42配置在层叠体10的第二端面ls2，与第二内部电极层32连接。第二外部电极42也可以从第二端面ls2向第一主面ts1的一部分和第二主面ts2的一部分延伸。另外，第二外部电极42也可以从第二端面ls2向第一侧面ws1的一部分和第二侧面ws2的一部分延伸。
86.第一外部电极41具有第一基底电极层415和第一镀敷层416，第二外部电极42具有第二基底电极层425和第二镀敷层426。需要说明的是，第一外部电极41也可以仅包括第一镀敷层416，第二外部电极42也可以仅包括第二镀敷层426。
87.第一基底电极层415和第二基底电极层425也可以是包含金属和玻璃的烧制层。作为玻璃，举出包含从b、si、ba、mg、al或li等中选择的至少一种的玻璃成分。作为具体例，能够使用硼硅酸玻璃。作为金属，包含cu作为主成分。另外，作为金属，例如也可以包含从ni、
ag、pd或au等金属或者ag-pd合金等合金中选择的至少一种作为主成分或者作为主成分以外的成分。
88.烧制层是通过浸渍法将包含金属和玻璃的导电性糊剂涂敷到层叠体上并进行烧制而成的层。需要说明的是，可以在烧制内部电极层之后进行烧制，也可以与内部电极层同时进行烧制。另外，烧制层也可以是多个层。
89.或者，第一基底电极层415和第二基底电极层425也可以是包含导电性粒子和热固化性树脂的树脂层。树脂层可以形成在上述的烧制层上，也可以不形成烧制层而直接形成于层叠体。
90.树脂层是通过涂敷法将包含导电性粒子和热固化性树脂的导电性糊剂涂敷到层叠体上并进行烧制而成的层。需要说明的是，可以在烧制内部电极层之后进行烧制，也可以与内部电极层同时进行烧制。另外，树脂层也可以是多个层。
91.作为烧制层或树脂层的第一基底电极层415和第二基底电极层425的每一层的厚度没有特别限定，也可以为1μm以上且10μm以下。
92.或者，第一基底电极层415和第二基底电极层425也可以是通过溅射法或蒸镀法等薄膜形成法而形成的、堆积有金属粒子的1μm以下的薄膜层。
93.第一镀敷层416覆盖第一基底电极层415的至少一部分，第二镀敷层426覆盖第二基底电极层425的至少一部分。作为第一镀敷层416和第二镀敷层426，例如包含从cu、ni、ag、pd或au等金属或者ag-pd合金等合金中选择的至少一种。
94.第一镀敷层416和第二镀敷层426分别也可以由多个层形成。优选的是ni镀敷和sn镀敷的双层构造。ni镀敷层能够防止基底电极层被安装陶瓷电子部件时的焊料侵蚀，sn镀敷层能够提高安装陶瓷电子部件时的焊料的润湿性，能够容易安装。
95.第一镀敷层416和第二镀敷层426的每一层的厚度没有特别限定，也可以为1μm以上且10μm以下。
96.《内部电极层》
97.接着，对内部电极层30进一步进行说明。如图3所示，将多个内部电极层30中的最靠近第二主面ts2的内部电极层设为主面侧内部电极层301，将主面侧内部电极层301以外的剩余的内部电极层设为内部电极层集合部302。需要说明的是，也可以将多个内部电极层30中的最靠近第一主面ts1的内部电极层设为主面侧内部电极层301，将主面侧内部电极层301以外的剩余的内部电极层设为内部电极层集合部302(省略图示)。
98.另外，将主面侧内部电极层301与内部电极层集合部302的间隔设为t1，将内部电极层集合部302中的内部电极层30彼此的间隔设为t2。这样，在这些间隔中，t1＞t2的关系成立。优选的是，在这些间隔中，t1＞t2
×
1.5的关系成立。
99.《制造方法》
100.接着，对上述的层叠陶瓷电容器1的制造方法进行说明。首先，准备电介质层20用的电介质片和内部电极层30用的导电性糊剂。另外，在电介质片和导电性糊剂中包含粘合剂和溶剂。作为粘合剂和溶剂，能够使用公知的材料。
101.接着，在电介质片上例如以规定的图案印刷导电性糊剂，由此，在电介质片上形成内部电极图案。作为内部电极图案的形成方法，能够使用丝网印刷或凹版印刷等。
102.接着，将印刷有内部电极图案的内层部100用的电介质片层叠规定张数。由此，预
先制作内部电极层集合部302用的层叠片的基本形状。
103.接着，将未印刷内部电极图案的第二外层部102用的电介质片层叠规定张数。
104.在此之上层叠印刷有内部电极图案的内层部100用的电介质片，即主面侧内部电极层301用的电介质片。在此之上层叠未印刷内部电极图案的电介质片。此时，为了调整间隔t1使得成为所希望的电容值，例如可以调整电介质片的层叠张数，也可以调整一张电介质片的厚度。
105.在此之上层叠内部电极层集合部302用的层叠片的基本形状。
106.在此之上，将未印刷内部电极图案的第一外层部101用的电介质片层叠规定张数。由此，制作出层叠片。
107.接着，通过流体静压加压等方式，在层叠方向上对层叠片进行加压，制作出层叠块。接着，将层叠块切割为规定的尺寸，切出层叠芯片。此时，通过滚筒研磨等，使层叠芯片的角部和棱线部带圆度。接着，烧制层叠芯片，制作出层叠体10。烧制温度虽然也基于电介质、内部电极的材料来决定，但优选为900℃以上且1400℃以下。
108.接着，使用浸渍法，将层叠体10的第一端面ls1浸渍于作为基底电极层用的电极材料的导电性糊剂，由此，在第一端面ls1涂敷第一基底电极层415用的导电性糊剂。同样地，使用浸渍法，将层叠体10的第二端面ls2浸渍于作为基底电极层用的电极材料的导电性糊剂，由此，在第二端面ls2涂敷第二基底电极层425用的导电性糊剂。之后，通过对这些导电性糊剂进行烧制，形成作为烧制层的第一基底电极层415和第二基底电极层425。烧制温度优选为600℃以上且900℃以下。
109.需要说明的是，如上所述，也可以通过涂敷法涂敷包含导电性粒子和热固化性树脂的导电性糊剂并进行烧制，由此形成作为树脂层的第一基底电极层415和第二基底电极层425，还可以通过溅射法或蒸镀法等薄膜形成法，形成作为薄膜的第一基底电极层415和第二基底电极层425。
110.之后，在第一基底电极层415的表面形成第一镀敷层416而形成第一外部电极41，在第二基底电极层425的表面形成第二镀敷层426而形成第二外部电极42。通过以上的工序，得到上述的层叠陶瓷电容器1。
111.如以上说明的那样，根据本实施方式的层叠陶瓷电容器1，例如能够实现0402尺寸(l＝0.4mm，w＝0.2mm，t＝0.2mm)这样的小型化。但是，小型化至这样的尺寸的层叠陶瓷电容器大多用于高精度的电子电路，细微的电容间隔下要求各种电容值。这样，当细微的电容间隔下仅要求少量的各种电容值的层叠陶瓷电容器时，层叠陶瓷电容器的电容设计变得繁琐。
112.关于这一点，根据本实施方式的层叠陶瓷电容器1，在主面侧内部电极层301与内部电极层集合部302的间隔t1以及内部电极层集合部302的内部电极层30彼此的间隔t2中，t1＞t2的关系成立。这样，通过调整主面侧内部电极层301相对于内部电极层集合部302的间隔t1，能够容易地调整电容值，能够细微的电容间隔下得到各种电容值的层叠陶瓷电容器。因此，能够简化层叠陶瓷电容器1的电容设计。
113.以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型不限定于上述实施方式，能够进行各种变更和变形。